Модуль упругости древесины при изгибе вдоль волокон: подробное описание строения, механических и физических свойств древесины
Упругость древесного материала является важным показателем, который напрямую влияет на возможность дерева восстанавливать показатели своей исходной формы после того, как действие совершенной нагрузки прекращается.
Модули упругости выражены в соотношении показателей нормального напряжения и единицы относительной деформации. Данные характеристики дерева напрямую влияют на функциональные и технические свойства.
Сегодня мы поговорим об этом важном показатели и узнаем, как он влияет на качество приобретаемого нами материала.
Существует большое количество альтернативных строительных материалов, которые могут использовать вместо дерева. При этом, он не уступает свои позиции и по сей день применяется в самых разных областях. Древесные породы часто применяют в строительстве.
При осуществлении основных расчетов учитывают показатели пластичности и упругости. Они позволяют узнать, какую нагрузку способно выдержать будущее строение.
Факторы, влияющие на степень упругости
Модуль упругости склонен меняться. Данный параметр варьируется в зависимости от определенных внешних обстоятельств и особенностей роста и развития самого дерева.
Рассмотрим основные факторы, которые оказывают воздействие на показатели упругости.
- Показатели плотности. Деревья, обладающие низкими параметрами плотности, имеют негативные показателями упругости. Параметры влажности.
- Показатели упругости имеют противоположную зависимость показателям влажности. Влажное дерево любой породы плохо возвращает исходную форму.
- Возраст древесной породы. Имеется прямая зависимость между возрастом и упругостью.
- Чем старше дерево- тем выше показатели упругости и пластичности. Прямослойность.
Волокна, расположенные прямослойно, помогают породе быстрее и качественнее восстанавливать общую форму. Возраст дерева.
Структура дерева представлена молодыми стволами- заболонь и старыми- ядрами. Деревья, в которых больше молодых слоев отличаются лучшими показателями упругости.
Нормативные документы
Существование специальных документов, в которых указаны основные методы, позволяющие определить различные параметры древесины, обусловлено тем, что данный материал используется в строительстве и активно эксплуатируется людьми. А значит, он должен отвечать основным требованиям безопасности.
Расчеты по работе и проектированию сооружений, изготовленных из древесины занесены в СНиП II-25-80. Данный документ говорит нам о том, что любые сооружения из цельных и клееных видов древесины должны проверяться по данным пунктам:
Соответствию основным требованиям по расчетам, относительно возможных деформаций. Соответствию основным требованиям, предъявляемым к несущим конструкциям.
Соответствию проекту с расчетом условий будущей перевозки, монтажных работ и особенностей эксплуатации. Обеспечению долговечности конструкций, благодаря использованию определенных защитных обработок и принятию конструктивных решений.
ГОСТ 16483.9-73 включает в себя данные о:
- Методах, при помощи которых можно определить модуль упругости с расчетом на статический изгиб.
- Основных процессах определения ключевых показателей кондиционированного или не кондиционированного образца.
- Образцах протоколов, по которым определяются модули упругости.
Модуль упругости
Упругость- возможность древесины принимать исходную форму после воздействия внешней силы, под напором которой она сгибается. Данный параметр имеет свои предел. Он будет достигнут, если при сгибании деталь сохранит свою последнюю форму и сломается.
Гибкость и упругость не обладают идентичными свойствами. Гибкость предполагает возможность изменения формы при внешнем воздействии, а упругость отражает склонность материала к возвращению первоначальной формы.
Для изготовления мебели чаще всего используют породы с достаточно высоким модулем. К упругим видам относят, например, можно отнести лиственницу или ясень.
Для описания физических величин данного параметра используют следующие обозначения.
- Е- обозначает показатель модуля упругости.
- G- значение сдвигов модулей.
- µ- значение деформации.
Показатели модуля упругости у разных пород древесины
Нам известно несколько обозначений модулей:
- Еа- — показывает упругость вдоль волокон.
- Еt- тангенциальный.
- Еr- радиальный.
- Еизг- обозначает число модуля при изгибе.
Когда прикладывается определенная нагрузка, появляются деформации двух видов:
Поперечная, возникающая при изгибе. Продольная.
Стоит учитывать и показатели модуля сдвига. Он является пропорциональным коэффициентом меж угловой деформацией и касательным напряжением.
Показатель пластичности
При определенном давлении деревянный материал может менять собственную форму. При этом изначальная форма сохраняется после устранения источника давления.
Описанное свойство иначе может быть названо пластичностью. На показатели пластичности имеют влияние те же факторы, что и на упругость. Но интересен тот факт, что действуют они на пластичность обратным образом.
Так, повышенная влажность делает дерево пластичным, при этом снижая показатели упругости.
- Люди научились искусственно повышать уровень пластичности. Для этого используют разного вида обработки.
- Для того, чтобы сделать мебель, древесину пропаривают, повышая уровень ее пластичности.
- Хорошими показателями от природы обладают такие виды пород как ясень или дуб.
- В данном случае это связано с особенностями строения проводящей системы.
Знание особенностей расчета модуля упругости древесины могут пригодиться вам при проведении строительных и отделочных работ. Высокие показатели представленных параметров предоставляют возможность создать надежные и долговечные изделия.
Обращайте внимание на технические показатели разных пород, приобретая строительные материалы.
